WO2018154253A1 - Improved exoskeleton for assisting horizontal efforts - Google Patents
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Definitions
- This device can nevertheless be further improved and simplified.
- one or more of the following provisions are also and / or in addition:
- the attachment part is a movable carriage and lockable in translation relative to the leg;
- the detection means are for example formed by a strain gauge sensor of known type, suitably installed and / or programmed in a manner known per se.
- the junctions on the one hand of the legs with the connecting member and on the other hand of the bar with the connecting member are thus formed concomitantly by a double cardan system.
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Abstract
Description
EXOSQUELETTE AMELIORE POUR ASSISTANCE AUX EFFORTS HORIZONTAUX IMPROVED EXOSQUELET FOR ASSISTANCE TO HORIZONTAL EFFORTS
La présente invention concerne le domaine de la robotique et plus particulièrement les robots aptes à collaborer avec un opérateur, couramment désignés sous le terme « cobot » ou exosquelette . The present invention relates to the field of robotics and more particularly to robots capable of collaborating with an operator, commonly referred to as "cobot" or exoskeleton.
Il s'agit de systèmes mécatroniques dont les mouvements sont pilotés par ceux d'un opérateur et qui permettent d'amplifier les efforts de ce dernier. These are mechatronic systems whose movements are controlled by those of an operator and which amplify the efforts of the latter.
Ils sont par exemple utilisés pour manipuler des pièces pesantes ou de grandes dimensions ou encore pour assister le geste d'un opérateur en démultipliant ses capacités en termes d'effort, lors d'une tâche pénible et répétitive, nécessitant toutefois de conserver le savoir-faire et la flexibilité de l'homme. They are used, for example, to handle heavy or large parts or to assist an operator by multiplying their capacity in terms of effort, during a painful and repetitive task, requiring, however, to retain the knowledge do and flexibility of the man.
Ainsi, l'invention concerne un dispositif du type exosquelette destiné à assister les efforts horizontaux d'un opérateur valide. Thus, the invention relates to an exoskeleton type device for assisting the horizontal forces of a valid operator.
Elle concerne également un procédé d'utilisation d'un tel dispositif. It also relates to a method of using such a device.
Ce dispositif du type exosquelette comporte au moins une jambe agencée pour être couplée à un pied d'un utilisateur, un organe de liaison entre l'extrémité supérieure de la jambe à laquelle il est articulé, ainsi qu'un bras support relié d'un côté à l'organe de liaison et de l'autre côté à un élément porte outil. This device of the exoskeleton type comprises at least one leg arranged to be coupled to a foot of a user, a connecting member between the upper end of the leg to which it is articulated, and a support arm connected to a side to the connecting member and the other side to a tool holder member.
Ce dispositif peut notamment être utilisé avec des outils engendrant une forte pénibilité, notamment du fait des efforts horizontaux importants à fournir au niveau de l'outil lui-même. This device can in particular be used with tools which generate a great deal of makes significant horizontal efforts to provide at the tool level itself.
L' invention peut ainsi être utilisée avantageusement dans les secteurs du BTP (Bâtiments et Travaux Publics) et de tout autre type d'industrie nécessitant l'utilisation d'outils et donc l'assistance au travail de ces outils, comme des râteaux ou encore tout outil dont le maniement génère des efforts horizontaux importants, comme des perforateurs pour des murs verticaux. The invention can thus be advantageously used in the building and public works sectors and any other type of industry requiring the use of tools and therefore assistance with the work of these tools, such as rakes or any tool whose handling generates significant horizontal forces, such as perforators for vertical walls.
Le dispositif selon l'invention sera ainsi avantageusement utilisé par un opérateur qui, dans le cadre d'un chantier routier par exemple, réalise des revêtements en produits qui nécessitent un étalement, comme des enrobés. The device according to the invention will thus be advantageously used by an operator who, in the context of a road project for example, produces coatings products that require spreading, such as asphalt.
Cet opérateur est communément dénommé « tireur ou râteau ». This operator is commonly referred to as "shooter or rake".
Il réalise le revêtement grâce à un râteau et c'est lui qui fournit la force nécessaire à l'étalement du produit concerné. Cette force peut atteindre jusqu'à 70 kg. He makes the coating with a rake and it is he who provides the necessary force for the spreading of the product concerned. This force can reach up to 70 kg.
La réalisation du revêtement nécessite des gestes répétitifs sur de longues périodes, ces gestes entraînant une torsion du tronc de l'opérateur, ainsi qu'une forte sollicitation au niveau de l'épaule et du dos. The realization of the coating requires repetitive gestures over long periods, these actions resulting in torsion of the trunk of the operator, as well as a strong stress on the shoulder and back.
Ceci peut entraîner des troubles musculo- squelettiques et une fatigue importante. This can lead to musculoskeletal disorders and severe fatigue.
De nombreux dispositifs ont déjà été proposés, tels que des exosquelettes d'aide à l'utilisation d'outils, pour démultiplier les capacités physiques d'un utilisateur. Certains d'entre eux sont très sophistiqués, comprenant notamment des systèmes d' actionnement des membres inférieurs, associés à des capteurs de direction et des moyens de calcul. Many devices have already been proposed, such as tool-aid exoskeletons, to leverage physical capabilities of a user. Some of them are very sophisticated, including systems for actuating the lower limbs, associated with direction sensors and computing means.
Ce type de dispositifs, compte tenu de leurs complexité notamment, ne sont pas adaptés à des travaux en extérieur et sur chantier (robustesse) . This type of devices, given their complexity in particular, are not suitable for work outdoors and on site (robustness).
On connaît (FR 3 026 335) un dispositif plus simplifié comportant deux jambes et un bras articulé porte outil fixé de façon centrée devant l'utilisateur, permettant un maniement souple moins sollicitant pour le dos de l'utilisateur. It is known (FR 3,026,335) a more simplified device comprising two legs and an articulated arm tool holder fixed centrally in front of the user, allowing a flexible handling less demanding for the back of the user.
Ce dispositif peut néanmoins être encore amélioré et simplifié. This device can nevertheless be further improved and simplified.
La présente invention a donc pour objet de fournir un dispositif du type exosquelette et un procédé d'utilisation d'un tel dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique notamment en permettant d' apporter efficacement une assistance aux efforts horizontaux d'un opérateur, tout en étant robuste, simple, facile à mettre en place, d'un coût raisonnable et moins générateur de troubles musculo squelettiques. The object of the present invention is therefore to provide an apparatus of the exoskeleton type and a method of using such a device that better responds than those previously known to the requirements of the practice, in particular by making it possible to efficiently provide assistance to the horizontal forces of an operator, while being robust, simple, easy to put in place, a reasonable cost and less a generator of musculoskeletal disorders.
Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif du type exosquelette comprenant au moins une jambe agencée pour être couplée à un pied d'un utilisateur, un organe de liaison entre l'extrémité supérieure de la jambe à laquelle il est articulé et un bras support relié d'un côté à l'organe de liaison ou à la jambe et de l'autre côté à un élément porte outil, comportant une barre fixée au bras support de façon parallèle ou sensiblement parallèle, For this purpose, the invention proposes in particular an exoskeleton-type device comprising at least one leg arranged to be coupled to a user's foot, a connecting member between the upper end of the leg to which it is articulated and a support arm connected on one side to the connecting member or to the leg and on the other side to a door element tool, comprising a bar fixed to the support arm in parallel or substantially parallel manner,
caractérisé en ce que ladite barre est une barre de préhension agencée pour être maniée à deux mains par l'utilisateur et en ce que la barre et le bras support sont reliés entre eux de façon mobile en rotation à proximité de ou sur l'élément porte outil. characterized in that said bar is a gripping bar arranged to be operated with both hands by the user and in that the bar and the support arm are rotatably connected to each other in proximity to or on the door element tool.
Par fixation de façon parallèle ou sensiblement parallèle on entend une disposition parallèle ou légèrement inclinée (angle de quelques degrés par exemple 5 à 15°) de la barre de préhension par rapport au bras support, notamment au moins en partie à distance sur une partie de la longueur du bras support, par exemple à quelques centimètres, par exemple 10 cm. By fixing in a parallel or substantially parallel manner means a parallel or slightly inclined arrangement (angle of a few degrees for example 5 to 15 °) of the gripping bar relative to the support arm, particularly at least partly at a distance on a part of the length of the support arm, for example a few centimeters, for example 10 cm.
Le bras support n'est pas forcément relié en bout à l'organe de liaison ou de la jambe mais peut très bien être relié à ceux-ci de façon intermédiaire sur la longueur dudit bras, par exemple au 2/3 ou 3/4 de la longueur du bras par rapport au porte outil. The support arm is not necessarily end-connected to the connecting member or the leg but may very well be connected thereto intermediately along the length of said arm, for example 2/3 or 3/4 the length of the arm relative to the tool holder.
Avantageusement la barre de préhension est solidaire du porte outil, lui-même fixé rigidement axialement et/ou dans la prolongation de la barre, c'est-à-dire sans degré de liberté (mais par exemple avec un angle, par exemple quelques degrés, par exemple entre 5 et 15°), ce qui permet un excellent retour des forces de poussée et/ou de traction dans l'axe de l'action de l'utilisateur sur le porte outil et/ou l'outil via la barre de préhension. Advantageously, the gripping bar is integral with the tool holder, which itself is fixed rigidly axially and / or in the extension of the bar, that is to say without degree of freedom (but for example with an angle, for example a few degrees , for example between 5 and 15 °), which allows an excellent return of the forces of thrust and / or traction in the axis of the action of the user on the tool holder and / or the tool via the bar grasping.
La liaison de la barre avec le bras support peut être réalisée en un, deux, voire plusieurs points de fixation rigides et/ou mobiles en rotation, par exemple selon un et/ou deux axes perpendiculaires, entre eux pour permettre un ou deux degrés de liberté, mais de façon solidarisable ou solidaire de façon fixe dans le sens longitudinal de la barre. The connection of the bar with the support arm can be performed in one, two or more points of fixing rigid and / or movable in rotation, for example according to one and / or two perpendicular axes, between them to allow one or two degrees of freedom, but in a fixed manner or secured in the longitudinal direction of the bar.
Egalement avantageusement c'est le bras support qui est en fait fixé à la barre à l'extrémité de celle-ci à proximité du porte outil, c'est-à-dire à moins de 50 cm, par exemple 10 cm. Also advantageously it is the support arm which is in fact fixed to the bar at the end thereof near the tool holder, that is to say less than 50 cm, for example 10 cm.
Dans tous ces modes de réalisation, les efforts longitudinaux sur la barre de préhension par l'opérateur vont ainsi pouvoir être reportés sur le bras support qui agit de façon démultipliée sur 1' outil . In all these embodiments, the longitudinal forces on the gripping bar by the operator will thus be able to be carried on the support arm which acts in a multiplied manner on one tool.
Dans un mode de réalisation avantageux, le bras support permet de reprendre les efforts exercés entre un point fixe situé près de la hanche de l'utilisateur à l'extrémité supérieure de la jambe et l'outil en contact avec le sol, la liaison de la jambe avec le pied de l'utilisateur permettant par ailleurs de limiter les efforts sur la ou les jambes de ce dernier. In an advantageous embodiment, the support arm makes it possible to take up the forces exerted between a fixed point located near the user's hip at the upper end of the leg and the tool in contact with the ground, the link of the leg with the foot of the user also to limit the efforts on the leg or legs of the latter.
Mais dans un autre mode de réalisation, le bras support permet de reprendre les efforts entre un point fixe, qui peut être réglable, situé sur la jambe elle-même à une hauteur plus faible que celle de la hanche par rapport au sol. But in another embodiment, the support arm allows to resume the efforts between a fixed point, which can be adjustable, located on the leg itself at a lower height than that of the hip relative to the ground.
La barre permet quant à elle de réduire considérablement les risques de douleur dans l'épaule de l'utilisateur, car celui-ci va pouvoir décaler la position de ses mains le long de la barre évitant ainsi une position gênante de l'épaule. The bar allows to significantly reduce the risk of pain in the shoulder of the user, because it will be able to shift the position of his hands along the bar thus avoiding an awkward position of the shoulder.
Le dispositif permet ainsi de reporter les forces directement au sol, sans passer par le corps de l'opérateur dont on exploite simplement le poids pour maintenir l'équilibre. The device thus allows the forces to be transferred directly to the ground, without passing through the body of the operator whose weight is simply used to maintain the balance.
Ainsi, le corps (dos, bras) de l'utilisateur fournit moins d'efforts puisque le dispositif permet l' actionnement du bras porte-outil et apporte donc une assistance mécanique à l'utilisateur, et facilite 1' équilibre . Thus, the body (back, arm) of the user provides less effort since the device allows the actuation of the tool arm and thus provides mechanical assistance to the user, and facilitates 1 equilibrium.
Comme on l'a vu, et de façon avantageuse la barre de préhension et le bras support sont fixés entre eux à proximité par exemple à quelques centimètre, du porte outil. As we have seen, and advantageously the gripping bar and the support arm are fixed together near for example a few centimeters, the tool holder.
Avantageusement le bras support est monté mobile en rotation sur l'élément porte outil situé dans le prolongement et solidaire de la barre de préhension. Advantageously, the support arm is rotatably mounted on the tool element located in the extension and secured to the gripping bar.
Le plaquage est ainsi rendu possible grâce à cette liaison rotule et l'utilisateur va pouvoir faire varier l'angle de l'outil (par exemple un râteau) par rapport au sol pendant la finition. Plating is thus made possible by this ball joint and the user will be able to vary the angle of the tool (for example a rake) relative to the ground during finishing.
La barre de préhension peut alors et quant à elle être utilisée comme un manche de râteau classique. The gripping bar can then be used as a classic rake handle.
De façon avantageuse, le dispositif ne comporte qu'une seule jambe agencée pour être couplée à un des pieds de l'utilisateur, par exemple celui de sa jambe d'appel, l'autre pied et jambe restant libre, ce qui confère une très grande souplesse de déplacement et liberté d'utilisation à l'opérateur. Mais encore plus avantageusement, c'est l'autre jambe que la jambe d'appel de l'utilisateur, c'est-à- dire celle qui reste la jambe arrière lors de l'effort qui est la jambe prévue pour être celle dont le pied est couplé à la partie inférieure de la jambe de 1 ' exosquelette . Advantageously, the device comprises only one leg arranged to be coupled to one of the feet of the user, for example that of his leg of call, the other foot and leg remaining free, which confers a very great flexibility of movement and freedom of use for the operator. But even more advantageously, it is the other leg that the user's leg of appeal, that is to say the one that remains the back leg during the effort that is the leg intended to be the one of which the foot is coupled to the lower leg of the exoskeleton.
Mais dans certains modes de réalisation particuliers le dispositif peut également comporter deux jambes connectables aux deux pieds de l'utilisateur. But in some particular embodiments the device may also include two legs connectable to both feet of the user.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : In advantageous embodiments, one or more of the following provisions are also and / or in addition:
- au moins une partie du bras support est montée coulissante par rapport audit organe de liaison ou à la jambe et le dispositif comprend des moyens d' actionnement longitudinaux dudit bras, en fonction des mouvements de l'utilisateur, pour assurer son déplacement en translation rectiligne ; - At least a portion of the support arm is slidably mounted relative to said connecting member or the leg and the device comprises longitudinal actuating means of said arm, depending on the movements of the user, to ensure its displacement in rectilinear translation. ;
- le bras support est relié à la jambe par l'intermédiaire d'une pièce d'accrochage sur une partie supérieure de ladite jambe reliée à l'organe de liaison ; - The support arm is connected to the leg by means of a fastening piece on an upper portion of said leg connected to the connecting member;
- la pièce d'accrochage est un chariot mobile et verrouillable en translation par rapport à la jambe ; - The attachment part is a movable carriage and lockable in translation relative to the leg;
- la barre de préhension comporte des moyens de détection de l'intention de l'utilisateur, reliés auxdits moyens d' actionnement pour les commander, cette commande étant réalisée en fonction du niveau de l'effort détecté ainsi que de sa direction. On réalise ainsi une amplification de l'effort de l'opérateur ; - The gripping bar comprises means for detecting the intention of the user, connected to said actuating means for controlling them, this control being performed according to the level of the force detected and its direction. We thus realizes an amplification of the effort of the operator;
- le dispositif comporte des moyens de blocage du mouvement de la jambe (en position de travail) lorsqu'un effort est détecté par lesdits moyens de détection. Avantageusement ces moyens ne déclenchent que lorsqu'une valeur seuil est atteinte et/ou détectée, par exemple supérieure à 0,5 kg, par exemple au moins 1 Kg. Ces moyens peuvent avantageusement être débrayés par l'utilisateur ; - The device comprises means for blocking the movement of the leg (in the working position) when a force is detected by said detection means. Advantageously, these means only trigger when a threshold value is reached and / or detected, for example greater than 0.5 kg, for example at least 1 kg. These means can advantageously be disengaged by the user;
- le bras support est monté sur l'organe de liaison ou sur la jambe, par une rotule permettant la rotation autour d'un axe Z passant entre les deux jambes et sensiblement vertical lorsque le dispositif est en cours d'utilisation, pour permettre un mouvement de balayage angulaire du bras ; - The support arm is mounted on the connecting member or on the leg, by a ball joint allowing rotation about an axis Z passing between the two legs and substantially vertical when the device is in use, to allow a angular sweeping motion of the arm;
- le dispositif ne comporte qu'une seule jambe, par exemple agencée pour être fixée en partie basse au pied arrière de l'utilisateur en position d'utilisation ou de travail. Autrement dit, il est par exemple fixé à un élément agencé pour être lui- même attaché sur la tranche externe de la semelle d'une chaussure de l'utilisateur ; - The device has only one leg, for example arranged to be fixed at the bottom to the rear foot of the user in the use position or work. In other words, it is for example attached to an element arranged to be itself attached to the outer edge of the sole of a shoe of the user;
- le dispositif comporte deux jambes, l'organe de liaison étant articulé sur chacune des jambes autour d'un axe X sensiblement perpendiculaire à l'axe Z (vertical) et à l'axe longitudinal Y (du bras support) lorsque le dispositif est au repos, pour assurer l'indépendance entre la portion du bras porte-outil et la position des jambes de l'utilisateur ; - la jambe ou chacune des jambes comporte deux tiges montées coulissantes l'une par rapport à l'autre, pour permettre d'ajuster la hauteur de chaque jambe, de manière à faciliter le déplacement ou le franchissement d'obstacle (montée d'une marche par exemple) des moyens de blocage étant alors prévus ; the device comprises two legs, the connecting member being articulated on each of the legs about an axis X substantially perpendicular to the Z axis (vertical) and to the longitudinal axis Y (of the support arm) when the device is at rest, to ensure independence between the portion of the tool arm and the position of the legs of the user; - The leg or each of the legs has two rods mounted sliding relative to each other, to allow adjustment of the height of each leg, so as to facilitate the movement or crossing obstacle (rise of a eg walking) blocking means then being provided;
- les moyens d' actionnement longitudinaux du bras support sont placés et/ou fixés, par exemple de façon amovible, sur le bras support du côté opposé de l'outil par rapport à la jambe ou l'organe de liaison . - The longitudinal actuating means of the support arm are placed and / or fixed, for example removably, on the support arm of the opposite side of the tool relative to the leg or the connecting member.
Par placés on entend fixés ou rendus solidaires, de façon réglables ou non sur le bras support. By placed means fixed or made integral, adjustable or not on the support arm.
Avantageusement ils sont ainsi placés à une distance déterminée permettant l'équilibrage du bras par rapport au poids de l'outil, du porte outil et de la partie du bras support attenant. Advantageously, they are thus placed at a determined distance allowing the balancing of the arm relative to the weight of the tool, the tool holder and the portion of the adjoining support arm.
Ainsi la masse du bloc moteur équilibre la masse avant de l'ensemble outil (râteau par exemple), glissière de coulissement et extrémité de la barre de préhension et de l'élément porte outil, ce qui réduit encore significativement les efforts à exercer par l'utilisateur ; Thus, the mass of the engine block balances the front mass of the tool assembly (rake for example), slide rail and end of the gripper bar and the tool holder element, which further significantly reduces the forces to be exerted by the operator. user;
- les moyens de détection de l'intention de l'utilisateur, ainsi que les éventuels moyens d' actionnement en rotation de la tige sont prévus (au moins en partie) dans l'organe de liaison. - The means of detecting the intention of the user, as well as any means for actuating the rotation of the rod are provided (at least in part) in the connecting member.
Les moyens de détection sont par exemple formés par un capteur à jauge de contraintes de type connu, convenablement installé et/ou programmé de façon connue en elle-même. The detection means are for example formed by a strain gauge sensor of known type, suitably installed and / or programmed in a manner known per se.
Ici encore des valeurs seuils peuvent être prévues pour éviter les faux ordres et/ou erreurs de manipulation du fait de mouvements trop brusques de 1' utilisateur . Here again threshold values can be provided to avoid false orders and / or handling errors due to abrupt movements of the user.
L' invention propose également un procédé de mise en œuvre du dispositif, tel que décrit ci-dessus. The invention also proposes a method for implementing the device, as described above.
Elle propose aussi un procédé d'utilisation d'un dispositif du type exosquelette comprenant au moins une jambe, un organe de liaison entre l'extrémité supérieure de la jambe à laquelle il est articulé et un bras support relié d'un côté à la jambe ou l'organe de liaison et de l'autre côté à un élément porte outil, caractérisé en ce que le dispositif comportant une barre de préhension pour l'utilisateur fixée au bras support de façon parallèle ou sensiblement parallèle à proximité du porte outil ou sur le porte outil, et comportant des moyens d' actionnement commandés par des moyens de détection de l'intention de l'utilisateur, tel qu'un capteur d'effort, on détecte si l'utilisateur a l'intention d'exercer un effort sur la barre de préhension grâce auxdits moyens de détection de l'intention exercés par l'utilisateur sur la barre et, lorsque la détection est positive, on commande lesdits moyens d' actionnement du bras support pour assurer son déplacement en translation rectiligne, la direction du déplacement étant identique à celle détectée par les moyens de détection. Avantageusement, le fait que l'extrémité de la barre de préhension située à l'opposé de l'utilisateur soit fixée à proximité de l'outil ou du porte outil sur le bras support permet à l'utilisateur de placer facilement l'outil en le dirigeant au bon endroit sur le matériau à étaler ou la partie de sol à ragréer. It also proposes a method of using an exoskeleton type device comprising at least one leg, a connecting member between the upper end of the leg to which it is articulated and a support arm connected on one side to the leg or the connecting member and the other side to a tool element, characterized in that the device comprising a gripping bar for the user attached to the support arm in parallel or substantially parallel manner near the tool holder or on the tool holder, and comprising actuating means controlled by means of detecting the user's intention, such as a force sensor, it is detected whether the user intends to exert an effort on the gripping bar by said means of detecting the intention exerted by the user on the bar and, when the detection is positive, controlling said means for actuating the support arm to ensure its displacement in rectilinear translation, the direction of displacement being identical to that detected by the detection means. Advantageously, the fact that the end of the gripping bar located opposite the user is fixed near the tool or the tool holder on the support arm allows the user to easily place the tool in position. the leader in the right place on the material to be spread or the part of soil to be smoothed.
Dans un mode de réalisation avantageux, le bras support étant fixé sur la jambe par le biais d'un chariot réglable en hauteur, on règle manuellement verticalement la position du chariot pour minimiser les efforts exercés sur les hanches de l'utilisateur. In an advantageous embodiment, the support arm being fixed on the leg by means of a height-adjustable carriage, the position of the carriage is manually adjusted vertically to minimize the forces exerted on the hips of the user.
L' invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs et qui sera faite au regard des dessins suivants dans lesquels : The invention will be better understood on reading the following description of embodiments given hereinafter by way of nonlimiting examples and which will be made with reference to the following drawings in which:
La figure 1 est une vue latérale schématique d'un utilisateur maniant un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention. Figure 1 is a schematic side view of a user handling a device according to a first embodiment of the invention.
La figure 2 est une vue latérale schématique d'un utilisateur maniant un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Figure 2 is a schematic side view of a user handling a device according to a second embodiment of the invention.
La figure 3 est une vue latérale schématique illustrant les mouvements possibles avec un dispositif selon un troisième mode de réalisation de 1' invention . Fig. 3 is a schematic side view illustrating the possible movements with a device according to a third embodiment of the invention.
La figure 4 est une vue en perspective plus précise du dispositif de la figure 3. FIG. 4 is a more precise perspective view of the device of FIG. 3.
La figure 5 montre une vue en perspective d'un exemple d'articulation entre bras et jambes appartenant à un organe de liaison selon un mode de réalisation de l'invention, (pour deux jambes), illustrant les possibilités de rotation en X Y Z . Figure 5 shows a perspective view of an example of articulation between arms and legs belonging to a connecting member according to one embodiment of the invention, (for two legs), illustrating the possibilities of rotation in XYZ.
La figure 6 montre en perspective un exemple de réalisation de moyens de fixation de la partie inférieure de la jambe, pour le couplage avec un pied de l'utilisateur. Figure 6 shows in perspective an embodiment of fastening means of the lower leg for coupling with a foot of the user.
Les figures 7 et 8 donnent respectivement en perspective et en perspective demi-coupe, un exemple de réalisation d'une fixation de barre de préhension sur l'extrémité du bras support, en amont du porte outil selon un mode de réalisation de l'invention. FIGS. 7 and 8 respectively show in perspective and in half-section perspective, an exemplary embodiment of a gripping bar attachment on the end of the support arm, upstream of the tool holder according to one embodiment of the invention .
La figure 9 donne schématiquement et en perspective, un exemple de réalisation des moyens d' actionnement longitudinaux du bras support permettant par exemple un raclage du sol par l'outil (non représenté) . Figure 9 schematically and in perspective, an embodiment of the longitudinal actuating means of the support arm for example scraping the soil by the tool (not shown).
La figure 10 est une vue en perspective d'un utilisateur maniant un dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention, à une seule jambe, avec fixation du bras support sur ladite jambe. Figure 10 is a perspective view of a user handling a device according to another embodiment of the invention, a single leg, with attachment of the support arm on said leg.
La figure 11 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un chariot de fixation sur la jambe, dit chariot porte actionneur. Figure 11 is a perspective view of an embodiment of a trolley on the leg, said trolley actuator door.
La figure 12 est une vue en coupe selon XII-XII du chariot de la figure 11. Figure 12 is a sectional view along XII-XII of the carriage of Figure 11.
Dans la suite de la description, on s'efforcera d'utiliser les mêmes références numériques pour désigner des éléments identiques ou similaires. In the remainder of the description, it will be attempted to use the same numerical references to designate identical or similar elements.
La figure 1 montre un dispositif 1 de type exosquelette, comprenant une jambe 2 télescopique couplée en 3 par exemple par rotule (permettant un mouvement dans les trois axes en rotation) avec une semelle rigide 4 en forme de petit plateau sur lequel le talon du pied 5 de l'utilisateur 6 repose en appui, et à laquelle il est fixé par exemple par lanière (non représentée) . FIG. 1 shows a device 1 of the exoskeleton type, comprising a telescopic leg 2 coupled in 3 for example by ball (allowing movement in the three axes in rotation) with a rigid sole 4 in the form of a small plate on which the heel of the foot 5 of the user 6 rests in support, and to which it is fixed for example by thong (not shown).
La jambe 2 est reliée par exemple par rotule (ici encore multiaxes) , de l'autre côté par rapport au pied, à un organe de liaison 7 à proximité de l'extrémité supérieure 8 de la jambe 2, en vis-à-vis ou sensiblement en vis-à-vis de la hanche de 1' utilisateur . The leg 2 is connected for example by ball (here again multiaxis), on the other side relative to the foot, to a connecting member 7 near the upper end 8 of the leg 2, vis-à-vis or substantially vis-à-vis the hip of the user.
L'organe de liaison 7 est quant à lui également relié, par exemple par rotule (qui peut être la même que celle-ci-dessus ) , à un bras support 9 en forme de barre rectiligne rigide télescopique par exemple entre 1 m 50 et 2 m de long, celle-ci étant reliée de l'autre côté à un porte outil 10, par exemple formé par une portion tubulaire à baïonnette. The connecting member 7 is itself also connected, for example by a ball joint (which may be the same as above), to a support arm 9 in the form of rigid bar telescopic rigid for example between 1 m 50 and 2 m long, the latter being connected on the other side to a tool holder 10, for example formed by a tubular bayonet portion.
Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici le dispositif comporte une barre de préhension 11 pour les mains écartées 12 de l'utilisateur, les dites mains étant situées dans le prolongement l'une de l'autre et à distance pour limiter les efforts (flèches 13 et 14) exercés sur les épaules 15 et 16 de l'utilisateur. According to the embodiment of the invention more particularly described here the device comprises a gripping bar 11 for the hands apart 12 of the user, said hands being located in the extension of one another and at a distance to limit the efforts (arrows 13 and 14) exerted on the shoulders 15 and 16 of the user.
Dans ce mode de réalisation, la barre est fixée en deux endroits 17 et 18 sur le bras support par exemple d'un côté, de façon fixe et connue, à la portion d'extrémité 19 du bras opposé la plus éloignée de l'outil, et de l'autre côté sur la partie 20 d'extrémité du bras support qui est fixée rigidement au porte outil 10. In this embodiment, the bar is fixed in two places 17 and 18 on the support arm, for example on one side, in a fixed and known manner, to the end portion 19 of the opposite arm farthest from the tool. , and on the other side on the part 20 end of the support arm which is rigidly attached to the tool holder 10.
Les moyens de fixation utilisés sont par exemple des liaisons réglables, permettant le coulissement longitudinal entre barre et bras et/ou pivotantes autour d'un axe perpendiculaire au bras. Elles sont prévues pour être bloquées en rotation et/ou translation et sont par exemple du type qui seront décrites ci-après. The fastening means used are for example adjustable links, allowing longitudinal sliding between the bar and arms and / or pivoting about an axis perpendicular to the arm. They are intended to be locked in rotation and / or translation and are for example of the type which will be described below.
Le porte outil est lui-même fixé à un outil 21, de raclage du matériau à étaler 22 de façon connue, une force 23 perpendiculaire à l'outil devant alors être appliquée sur le matériau pour l'étaler. The tool holder is itself attached to a tool 21, scraping the material to be spread 22 in known manner, a force 23 perpendicular to the tool must then be applied to the material to spread it.
L'organe de liaison 7 comprend des moyens de commande 24 d'un moteur électrique 25 de déplacement longitudinal dans la direction ou en sens opposé, de l'outil (flèche 26) et un boîtier 27 dans lequel est donc placée la partie motrice du bras support. The connecting member 7 comprises control means 24 of an electric motor 25 for longitudinal displacement in the direction or in the opposite direction of the tool (arrow 26) and a housing 27 in which the driving part of the support arm.
Un tel dispositif permet de limiter les efforts de traction longitudinale et d'appui par l'utilisateur (flèche 13, 14 à quelques kilos, alors que la pression 23 exercée sur le matériau à étaler (par exemple du goudron) peut atteindre 70 kg. Such a device limits the longitudinal tensile forces and support by the user (arrow 13, 14 to a few kilograms, while the pressure 23 exerted on the material to be spread (eg tar) can reach 70 kg.
Le fait de n'avoir qu'une jambe 28 de l'utilisateur solidaire de 1 ' exosquelette en facilite considérablement la souplesse d'utilisation, l'utilisateur gardant la mobilité de son autre jambe pour commander et stabiliser ses déplacements. The fact of having only one leg 28 of the user attached to the exoskeleton greatly facilitates the flexibility of use, the user keeping the mobility of his other leg to control and stabilize his movements.
Le boîtier 27 comporte également les moyens 24 de commande du moteur électrique de déplacement du bras support . Celui-ci comprend une partie en manchon 29 solidaire du boîtier, à l'intérieur duquel se déplace de façon télescopique une tige 30 solidaire à son extrémité du porte outil 10, entre une position éloignée de repoussage du matériau et une position rapprochée d' étalement/raclage du matériau pâteux. The housing 27 also comprises the means 24 for controlling the electric motor for moving the support arm. This comprises a sleeve portion 29 integral with the housing, inside which telescopically moves a rod 30 secured to its end of the tool holder 10 between a remote position of embossing the material and a close position of spreading / scraping of the pasty material.
Les moyens 24 de commande comprennent de façon connue un microprocesseur programmable de commande de fonctionnement du bras, une entrée venant d'un capteur à jauge de contrainte 31 situé sur la barre de préhension, sensible à l'effort manuel exercé par l'opérateur et détecté en intensité et en direction. The control means 24 comprise, in a known manner, a programmable microprocessor for controlling the operation of the arm, an input coming from a strain gauge sensor 31 located on the gripping bar, sensitive to the manual force exerted by the operator and detected in intensity and direction.
Ainsi quand l'opérateur/utilisateur appuie vers le bas en tirant vers l'extérieur, le bras support va exercer une pression vers le bas tout en tirant la tige vers l'extérieur du matériau de façon démultipliée par les moyens moteurs. Thus when the operator / user presses downwards by pulling outwards, the support arm will exert a downward pressure while pulling the rod towards the outside of the material multiplied by the motor means.
Dans l'exemple décrit ici le bras support 9 est monté sur l'organe de liaison 7 mobile en rotation autour d'un axe Z vertical 29 passant entre les deux jambes 28 de l'utilisateur, ce qui peut permettre un mouvement de balayage (flèche 31) par l'utilisateur. In the example described here the support arm 9 is mounted on the connecting member 7 movable in rotation about a vertical axis Z 29 passing between the two legs 28 of the user, which can allow a scanning movement ( arrow 31) by the user.
La figure 2 montre schématiquement un autre mode de réalisation d'un dispositif 32 comprenant de façon identique une jambe 2 articulée au pied 5 de l'utilisateur et une deuxième jambe 33 (en trait mixte sur la figure), identique à la jambe 2, également articulée à un pied correspondant. FIG. 2 schematically shows another embodiment of a device 32 comprising in the same way a leg 2 hinged to the user's foot 5 and a second leg 33 (in mixed lines in the figure), identical to the leg 2, also articulated to a corresponding foot.
L'autre côté des jambes 2 et 33 est fixé sur l'organe de liaison 7 lui-même relié comme précisé ci-dessus au bras support 9. Dans ce mode de réalisation la barre de préhension 34 n'est fixée, par exemple de façon pivotante, que d'un côté en partie basse et à l'extrémité inférieure du bras située dans le prolongement du bras, au porte outil 10, par exemple par une rotule multiaxes 35. The other side of the legs 2 and 33 is fixed on the connecting member 7 itself connected as specified above to the support arm 9. In this embodiment the gripping bar 34 is fixed, for example pivotally, only on one side in the lower part and at the lower end of the arm located in the extension of the arm, the tool holder 10, by example by a multiaxis ball joint 35.
Un autre mode de réalisation de cette fixation sera décrite en référence aux figures 7 et 8. Another embodiment of this attachment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
Ceci permet une meilleure préhension de la barre 34 par l'utilisateur qui est plus à sa main, la barre pouvant alors être maniée comme un manche de râteau. This allows a better grip of the bar 34 by the user who is more in his hand, the bar can then be handled as a rake handle.
Les moyens 24 de commande situés dans le boîtier sont également ici agencés, en étant programmés de façon connue en elle-même, pour exercer les tractions, pressions, appuis nécessaires à un bon ragréage du matériau pâteux 36. The control means 24 located in the housing are also arranged here, by being programmed in a manner known per se, to exert the tractions, pressures, supports necessary for a good patching of the pasty material 36.
La figure 3 montre le dispositif de la figure 2 avec des inclinaisons différentes 34', 34'' de la base de préhension 34, articulée en partie basse au niveau du porte outil 10 qui peut donc varier de +/- jusqu'à 20° par rapport à une position nominale 34 de fonctionnement, par exemple de +/- 10°. Figure 3 shows the device of Figure 2 with different inclinations 34 ', 34' 'of the gripping base 34, hinged at the bottom at the tool holder 10 which can vary from +/- up to 20 ° relative to a nominal operating position 34, for example +/- 10 °.
L'angle entre le bras et/ou la barre et le sol et la force exercée longitudinalement permet à celle-ci d' avoir également une composante verticale plus ou moins grande, limitant l'effort dans cette direction. The angle between the arm and / or the bar and the ground and the force exerted longitudinally allows it to also have a greater or lesser vertical component, limiting the effort in this direction.
La figure 4 donne une vue en perspective illustrant une variante du dispositif 32 de la figure 2 montrant des moyens 37 d' actionnement disposés à l'opposé du porte outil 10 par rapport à l'organe de liaison 38, avec un centre de gravité situé à une distance d déterminée, par exemple comprise entre 10 cm et 1 mètre, mais avantageusement de l'ordre de 50 cm, ce qui va permettre l'équilibrage des poids entre l'outil 21, le porte outil 10, et la portion inférieure 39 du bras support 9, autour de l'articulation formée par la jonction entre le haut de la jambe et l'organe de liaison. FIG. 4 gives a perspective view illustrating a variant of the device 32 of FIG. 2 showing actuating means 37 positioned opposite the tool holder 10 with respect to the connecting member 38, with a center of gravity located at a determined distance d, for example between 10 cm and 1 meter, but advantageously of the order of 50 cm, which will allow the balancing of the weights between the tool 21, the tool holder 10, and the lower portion 39 of the support arm 9, around the joint formed by the junction between the upper leg and the connecting member.
Il va maintenant être fait référence de façon non limitative à la figure 5 pour donner un exemple de réalisation des jonctions de l'organe 7 de liaison, avec les jambes et la barre support, dans le cas d'un dispositif à deux jambes. Ici le bras 9 et les extrémités supérieurs des jambes 2 sont reliés entre elles non pas sur l'organe de liaison en tant que tel, mais au niveau de ce dernier. Reference will now be made in a non-limiting manner to FIG. 5 to give an example of embodiment of the junctions of the connecting member 7, with the legs and the support bar, in the case of a device with two legs. Here the arm 9 and the upper ends of the legs 2 are interconnected not on the connecting member as such, but at the latter.
Les jonctions d'une part des jambes avec l'organe de liaison et d'autre part de la barre avec l'organe de liaison sont donc formées concomitamment par un système à double cardan. L'organe de liaison 7, qui comprend donc cette double liaison à cardan, permet ainsi d'assurer plusieurs degrés de liberté. The junctions on the one hand of the legs with the connecting member and on the other hand of the bar with the connecting member are thus formed concomitantly by a double cardan system. The connecting member 7, which therefore comprises this dual connection cardan, thus ensures multiple degrees of freedom.
Ce système comporte une première pièce 40, représentée sur la figure 5 sous la forme de deux éléments coudés 400 et 401. Ces deux éléments sont, en pratique, une pièce unique. This system comprises a first part 40, shown in FIG. 5 in the form of two elbow members 400 and 401. These two elements are, in practice, a single piece.
Ce cardan comporte une deuxième pièce 41 formée de deux éléments coudés 410 et 411. Ils sont représentés sous la forme de deux éléments indépendants sur la figure 5 mais constituent, en pratique, une pièce unique . Une première extrémité de ces éléments 400 et 401 est reliée à la pièce ou manchon 42 dans laquelle le bras 9 est monté coulissant. This gimbal comprises a second part 41 formed of two elbow members 410 and 411. They are shown in the form of two independent elements in FIG. 5 but constitute, in practice, a single piece. A first end of these elements 400 and 401 is connected to the part or sleeve 42 in which the arm 9 is slidably mounted.
Chacun des éléments coudés 400 et 401 de la première pièce 40 sont reliés à leur autre extrémité à une première extrémité des éléments coudés 410 et 411. Each of the elbows 400 and 401 of the first piece 40 are connected at their other end to a first end of the elbows 410 and 411.
La deuxième extrémité de ces éléments 410 et 411 est, quant à elle, reliée à une extrémité d'autres éléments coudés 43 et dont l'autre extrémité est fixée sur une des jambes 2. The second end of these elements 410 and 411 is, for its part, connected to one end of other elbowed elements 43 and whose other end is fixed on one of the legs 2.
La liaison entre les éléments 400, 401 de la première pièce 40 et les éléments 410 et 411 de la deuxième pièce 41 est réalisée au moyen d'une articulation 44 permettant une rotation autour d'un axe Z . The connection between the elements 400, 401 of the first part 40 and the elements 410 and 411 of the second part 41 is achieved by means of a hinge 44 allowing rotation about an axis Z.
Cet axe Z passe entre les deux jambes 2 et il est sensiblement vertical lorsque le dispositif est en cours d'utilisation. This Z axis passes between the two legs 2 and is substantially vertical when the device is in use.
Ainsi, ces articulations 44 permettent la rotation du bras 9 autour de l'axe Z pour réaliser un balayage angulaire du bras 9 et donc de l'outil 21. Thus, these articulations 44 allow the rotation of the arm 9 around the Z axis to achieve an angular sweep of the arm 9 and therefore the tool 21.
Par ailleurs, la liaison entre les éléments coudés 400 et 401 de la première pièce 40 et la pièce 42 est réalisée au moyen de deux articulations 45. Moreover, the connection between the bent elements 400 and 401 of the first piece 40 and the piece 42 is achieved by means of two joints 45.
Ces articulations 45 permettent une rotation entre les éléments 400 et 401 et la pièce 42 autour d'un axe X qui est perpendiculaire à la fois à l'axe Z et à l'axe longitudinal Y du bras. Ce mouvement de rotation permet d' incliner le bras 9 au cours de l'utilisation du dispositif pour adapter cette inclinaison aux travaux à réaliser. These joints 45 allow rotation between the elements 400 and 401 and the part 42 about an axis X which is perpendicular to both the Z axis and the longitudinal axis Y of the arm. This rotational movement makes it possible to tilt the arm 9 during the use of the device to adapt this inclination to the work to be done.
Mais cette inclinaison peut également être obtenue et/ou complétée par le biais d'une rotule 35 (cf. figure 2 ) . However, this inclination can also be obtained and / or completed by means of a ball joint 35 (see FIG.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, cette rotation est obtenue manuellement par l'opérateur en faisant pivoter la barre de préhension 34 qui entraine alors naturellement le bras support, et ensuite permet un travail avec un minimum d'effort, du fait de la démultiplication. In the embodiments illustrated in the figures, this rotation is obtained manually by the operator by pivoting the gripping bar 34 which then naturally drives the support arm, and then allows work with a minimum of effort, because of the gearing down.
Des moyens peuvent être prévus pour motoriser ce mouvement de rotation, notamment dans le cadre de travail à la pelle (couple permettant de soulever la pelle) . Means may be provided to motorize this rotational movement, especially in the work environment with the shovel (torque to lift the shovel).
Il convient ici de souligner que ce mouvement de rotation autour de l'axe X est indépendant du mouvement de translation du bras 9 à l'intérieur de la pièce 2. It should be emphasized here that this movement of rotation about the axis X is independent of the translation movement of the arm 9 inside the part 2.
La liaison entre les éléments coudés 410 et 411 de la deuxième pièce 41 et les pièces coudées 43 et reliées aux jambes 2 est réalisée au moyen d'articulations 46. The connection between the bent elements 410 and 411 of the second part 41 and the bent parts 43 and connected to the legs 2 is achieved by means of articulations 46.
Ces articulations 46 permettent une rotation selon l'axe X entre la deuxième pièce 41 et chacune des jambes 2, lorsque les articulations sont dans la position de repos. Lorsque le dispositif est en cours d'utilisation, cette rotation s'effectue autour d'un axe X' (non représenté) situé dans un plan contenant l'axe X et perpendiculaire à l'axe Z. L'angle entre les axes X et X' est compris entre - 40° et + 40°. These joints 46 allow a rotation along the X axis between the second part 41 and each leg 2, when the joints are in the rest position. When the device is in use, this rotation is performed around an axis X '(not shown) located in a plane containing the X axis and perpendicular to the Z axis. The angle between the X and X 'axes is between -40 ° and + 40 °.
Ces articulations permettent donc une indépendance entre la position du bras 9 et la position des jambes de l'opérateur, lors de l'utilisation du dispositif. These joints therefore allow independence between the position of the arm 9 and the position of the legs of the operator, when using the device.
Il convient de noter que les première et deuxième pièces 40 et 41 n'ont pas de position imposée, en cas d'alignement de rotation du bras 9 avec celle des jambes. Ceci reste sans conséquence, dans la mesure où les pièces 40 et 41 sont légères et peuvent se remettre en place sans effort important. It should be noted that the first and second parts 40 and 41 have no imposed position, in case of alignment of rotation of the arm 9 with that of the legs. This remains of no consequence, insofar as the pieces 40 and 41 are light and can be put back in place without significant effort.
Le dispositif selon l'invention comporte donc de nombreux degrés de liberté tant en rotation qu'en translation. Ils permettent à l'utilisateur de reproduire, avec le dispositif, les mouvements qu'il effectue normalement avec un outil classique tel qu'un râteau. The device according to the invention therefore has many degrees of freedom both in rotation and in translation. They allow the user to reproduce, with the device, the movements it normally performs with a conventional tool such as a rake.
En référence aux figures 6, 7 et 8 on va décrire d' autres modes d' articulation qui vont pouvoir être utilisés avec l'invention. Referring to Figures 6, 7 and 8 will be described other modes of articulation that can be used with the invention.
La figure 6 montre une articulation simple 50 par rotule 51 de la plaque support 52 du talon 53 du pied 54 de l'utilisateur à la partie inférieure 55 de la j ambe . Figure 6 shows a simple hinge 50 by ball 51 of the support plate 52 of the heel 53 of the foot 54 of the user to the lower part 55 of the jube.
Ce mode de réalisation comporte donc une boule rotule 51 agencée pour coopérer dans un évidement sphérique 56 correspondant, de façon connue en elle- même . This embodiment therefore comprises a ball-and-socket ball 51 arranged to cooperate in a corresponding spherical recess 56, in a manner known per se.
Les figures 7 et 8 montrent un mode de réalisation 60 de liaison entre le bras support 9 et la barre de préhension 34 (incluant l'intention) au niveau de la jonction 61 avec le porte outil 62, par exemple formé par une tubulure à baïonnette. FIGS. 7 and 8 show an embodiment 60 of connection between the support arm 9 and the gripping bar 34 (including the intention) at the level of the junction 61 with the tool holder 62, for example formed by a bayonet tubing.
Dans ce mode de réalisation une seule possibilité en rotation par rapport à un axe 63 perpendiculaire au bras support 9 est possible, par le biais d'une pièce en U 64 d'accroché de la barre 34 de préhension. La pièce en U ou en forme d'arceau comporte deux joues ou branches 65 fixées de part et d'autre du bras support 9 en rotation autour d'un axe tubulaire 66 perpendiculaire au bras, ledit axe traversant une pièce d'extrémité encastrée et/ou fixée de façon rigide et/ou inamovible à la portion d'extrémité 67 du bras support 9. In this embodiment a single possibility in rotation with respect to an axis 63 perpendicular to the support arm 9 is possible, through a U-shaped piece 64 of the hook bar 34. The U-shaped or arch-shaped part comprises two cheeks or branches 65 fixed on either side of the support arm 9 in rotation around a tubular axis 66 perpendicular to the arm, said axis passing through a recessed end piece and / or fixed rigidly and / or irremovable to the end portion 67 of the support arm 9.
La portion d'extrémité de la barre de préhension 34 est quant à elle et par exemple montée coulissante (cf. figure 8) à l'intérieur d'un manchon 68 formant la base du U en forme d'arceau à joues 65. The end portion of the gripping bar 34 is, for example, slidably mounted (see FIG. 8) inside a sleeve 68 forming the base of the U in the form of a cheek bar 65.
La figure 9 montre quant à elle un mode de réalisation des moyens d' actionnement 69 du bras support 9 comprenant un moteur électrique 70 avec système 71 d'engrenage connu en lui-même pour faire avancer et reculer le bras support dans un manchon 72 correspondant et permettre ainsi l'action de 1 (outil en va et vient, le déplacement se faisant par exemple par le biais d'un système à courroie synchrone 73 schématiquement représenté sur la figure et actionné par l'engrenage, de façon connue en elle-même. FIG. 9 shows, for its part, an embodiment of the actuating means 69 of the support arm 9 comprising an electric motor 70 with a gear system 71 known per se for moving the support arm forward and backward in a corresponding sleeve 72. and thus allow the action of 1 (reciprocating tool, the displacement being done for example by means of a synchronous belt system 73 diagrammatically shown in the figure and actuated by the gear, in a manner known in itself. even.
La figure 10 montre un utilisateur 80 équipé d'une structure 81 à bretelles 82 de support de l'organe de liaison 83 par exemple formé, comme pour les autres dispositifs, par une ceinture 84, de façon connue en elle-même . FIG. 10 shows a user 80 equipped with a structure 81 with straps 82 for supporting the connecting member 83, for example formed, as for the others devices, by a belt 84, in a manner known in itself.
La ceinture est reliée et soutenue par les bretelles 82. Elle est fixée par exemple par une rotule trois axes 85 à la partie supérieure 86 de la jambe 87, par exemple formée par un tube télescopique formant manchon à l'intérieur duquel se déplace, de façon réglable en hauteur pour s'adapter à la flexion de la jambe 88 de l'utilisateur, la partie inférieure 89 de la jambe également formée par un tube rectiligne rigide. The belt is connected and supported by the shoulder straps 82. It is fixed for example by a three-axis ball 85 to the upper portion 86 of the leg 87, for example formed by a telescopic tube forming a sleeve inside which moves, of height adjustable manner to accommodate the flexion of the user's leg 88, the lower portion 89 of the leg also formed by a rigid straight tube.
L'extrémité ou la portion d'extrémité 90 de la partie inférieure 89 est fixée par le biais d'une boule rotule 91, de type connu comme celle décrite en référence à la figure 6. The end or the end portion 90 of the lower portion 89 is fixed by means of a ball-and-socket ball 91 of the type known as that described with reference to FIG.
La boule rotule 91 est par exemple magnétiquement reliée à un côté latéral 92 extérieur de la chaussure 93 du pied arrière 94 (inverse du pied d'appel 95) de l'utilisateur 80. For example, the ball-and-socket ball 91 is magnetically connected to an external lateral side 92 of the shoe 93 of the rear foot 94 (reverse of the call-off foot 95) of the user 80.
Selon le mode de réalisation décrit ici, le bras support 96 est fixé sur une pièce intermédiaire ou chariot 97 solidaire de la partie supérieure 86 de la j ambe . According to the embodiment described here, the support arm 96 is fixed on an intermediate piece or carriage 97 secured to the upper part 86 of the blade.
Plus précisément le bras support 96 comprend une partie proximale 98 formée par un manchon dans lequel se déplace une tige distale 99 pour permettre le mouvement longitudinal de poussée ou de traction (flèche 100) de la rotule 101 de fixation de l'extrémité 102 du bras support sur la barre de préhension 103. La rotule est formée par une liaison axiale permettant un mouvement de l'extrémité 102 dans le plan horizontal et dans le plan vertical. More specifically, the support arm 96 comprises a proximal portion 98 formed by a sleeve in which a distal shaft 99 moves to allow the longitudinal movement of thrust or traction (arrow 100) of the ball 101 for fixing the end 102 of the arm support on the gripping bar 103. The ball is formed by an axial connection allowing movement of the end 102 in the horizontal plane and in the vertical plane.
La barre de préhension est quant à elle formée d'une tige rectiligne par exemple de 2 m à 2,50 m de long et est prolongée de façon solidaire et rigide à son extrémité 104 par le porte outil 105, par exemple formé par une baïonnette agencée pour s'enclencher et se verrouiller avec l'outil 106 (par exemple un râteau), de façon connue en elle-même. The gripping bar is itself formed of a rectilinear rod for example 2 m to 2.50 m long and is extended rigidly and rigidly at its end 104 by the tool holder 105, for example formed by a bayonet arranged to engage and lock with the tool 106 (eg a rake), in a manner known per se.
Un dispositif 107 de blocage à l'arrêt de l'extrémité de préhension 108 de la barre par l'utilisateur (par coincement/clipsage) est prévu accroché à la ceinture 83. A device 107 for blocking at the end of the gripping end 108 of the bar by the user (by wedging / clipping) is provided attached to the belt 83.
Comme décrit en référence à la figure 4, le bras support comporte les moyens d' actionnement 37 par exemple formés par un moteur électrique ou hydraulique d' actionnement longitudinal d'un piston permettant le mouvement longitudinal de l'extrémité de la tige distale 99 entre une position éloignée de poussée et une position rétractée de Rabat. As described with reference to FIG. 4, the support arm comprises the actuating means 37, for example formed by an electric or hydraulic motor for longitudinal actuation of a piston allowing the longitudinal movement of the end of the distal rod 99 between a remote push position and a retracted position of flap.
Comme décrit ci-avant les moyens peuvent jouer le rôle de contrepoids. As described above the means can act as a counterweight.
On va maintenant décrire en référence aux figures 11 et 12 la pièce 97 ou chariot fixé au bras support et à la partie supérieure 86 de la jambe 87. Referring now to FIGS. 11 and 12, the part 97 or carriage attached to the support arm and to the upper part 86 of the leg 87 will now be described.
Le chariot comprend un canal 109 par exemple formé par deux anneaux 110 espacés en hauteur, par exemple de 20 cm, de passage de la partie supérieure 86 par exemple cylindrique tubulaire de la jambe. Précisément ces deux anneaux 110 sont solidaires d'une pièce 111 en forme d' étrier muni de deux parois latérales 112 délimitant un évidement 113 et de deux parois d'extrémité, à savoir une paroi inférieure 114 et une paroi supérieure 115 définissant les anneaux 110 à leurs portions d'extrémité respectives. The carriage comprises a channel 109 for example formed by two rings 110 spaced in height, for example 20 cm, passage of the upper portion 86, for example cylindrical tubular leg. Precisely these two rings 110 are integral with a stirrup-shaped part 111 provided with two lateral walls 112 delimiting a recess 113 and two end walls, namely a bottom wall 114 and an upper wall 115 defining the rings 110. at their respective end portions.
La pièce en étrier comprend de plus une paroi 116 munie en partie supérieure 117 d'une encoche 118 de fixation du bras support 96 de façon connue en elle- même. The stirrup member further comprises a wall 116 provided in the upper portion 117 with a notch 118 for fixing the support arm 96 in a manner known per se.
L' évidement comporte de plus un élément de blocage 119 comportant deux mâchoires 120 de mise en compression de la partie supérieure 86 pour bloquer le chariot en position sur la partie supérieure. The recess further comprises a locking element 119 having two jaws 120 for compressing the upper portion 86 to lock the carriage in position on the upper part.
L'élément de blocage est par exemple actionnable manuellement entre une position de blocage et une position de déblocage, par pincement manuel de deux ergots 121 et 121' . The locking element is for example manually operable between a locking position and an unlocking position, by manual pinching two lugs 121 and 121 '.
Dans ce mode de réalisation l'élément de blocage comprend une tige 122 munie d'une tête 123 d' actionnement d'un ressort 124 agencé pour coopérer à frottement à l'intérieur d'un alésage 125, pour être déplacé entre une position de blocage ressort déplié et une position de libération par remontée du ressort via le rapprochement des ergots 121 et 121' . On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici en référence à la figure 1. In this embodiment the locking element comprises a rod 122 provided with a spring actuating head 123 arranged to cooperate frictionally within a bore 125, to be moved between a position of unfolded spring lock and a release position by raising the spring via the approximation of the lugs 121 and 121 '. We will now describe the operation of the device according to the embodiment of the invention more particularly described here with reference to Figure 1.
L'opérateur ou utilisateur 6 place son talon sur la plaque 4 solidaire de la jambe 2 qu'il fixe avec une lanière, puis il enfile les bretelles 80 de support maintien du dispositif (connues en elles- mêmes) . L'organe de liaison vient alors se positionner sensiblement au niveau de la hanche de l'utilisateur. Préalablement, l'utilisateur aura réglé la dimension de la jambe télescopique 2 à la hauteur de sa propre jambe par exemple légèrement pliée, par des moyens connus en eux-mêmes, la jambe comportant deux tiges montées coulissantes. The operator or user 6 places his heel on the plate 4 secured to the leg 2 which he fixes with a strap, then he puts on the straps 80 holding support of the device (known in themselves). The connecting member then comes to be positioned substantially at the hip of the user. Beforehand, the user will have adjusted the size of the telescopic leg 2 to the height of his own leg, for example slightly bent, by means known in themselves, the leg having two rods mounted sliding.
II met alors en marche le dispositif et se saisit de la barre de préhension de part et d'autre de l'organe de liaison. He then turns on the device and grabs the gripping bar on either side of the connecting member.
Il se déplace ensuite pour venir devant le tas 22 à épandre et commence avec ses bras l'action d'étalement. He then moves to come in front of the pile 22 to spread and begins with his arms the spreading action.
Le détecteur d'intention 31 détecte ses mouvements et actionne le bras télescopique qui d'une part vient racler en rentrant vers l'utilisateur quand l'utilisateur tire et inversement pousse en sortant quand l'utilisateur manifeste l'intention de pousser. The intention detector 31 detects its movements and actuates the telescopic arm which on the one hand scrapes on entering the user when the user pulls and conversely pushes out when the user shows the intention to push.
Des moyens 81 de réglage de la vitesse, de la force de traction et de poussée, du temps de réaction du moteur d' actionnement etc, sont par ailleurs avantageusement prévus, par exemple situés sur le dessus du boîtier de l'organe de liaison facilement accessible par l'utilisateur. Means 81 for adjusting the speed, the tractive force and the thrust, the reaction time of the actuating motor, etc. are also advantageously provided, for example located on the top of the housing of the connecting member easily. accessible by the user.
De plus le dispositif comportant des moyens 82 de blocage (comprenant une commande tout ou rien connue en elle-même) du mouvement de la jambe lorsqu'un effort est détecté par les moyens de détection, ladite jambe 2 se bloque en position fixe pendant le travail et permet ainsi un bon report des forces sans effort pour la jambe de l'utilisateur lui-même, lorsqu'une traction/étalement est réalisé. In addition, the device comprising locking means 82 (including an all-or-nothing control known in itself) of the movement of the leg when a force is detected by the detection means, said leg 2 is locked in a fixed position during the work and thus allows a good transfer of forces effortlessly for the leg of the user himself, when traction / spreading is achieved.
Dans le cas du mode de réalisation de la figure 2, une seule rotule de fixation 35 du bras support 9 sur la barre de préhension 34 est prévue et est par exemple réglable en angle, puis biocable en position et/ou est motorisée en rotation télécommandée depuis l'organe de liaison. In the case of the embodiment of FIG. 2, only one attachment ball 35 of the support arm 9 on the gripping bar 34 is provided and is for example adjustable in angle, then biocable in position and / or is motorized in remote-controlled rotation. from the liaison body.
L'utilisateur manie alors le dispositif en utilisant la barre de préhension comme un simple manche de râteau. The user then handles the device using the gripper bar as a simple rake handle.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les moyens de motorisation sont différents, celles où il existe des moyens supplémentaires de mise en pression de l'outil sur le sol perpendiculairement au porte outil, par exemple par vérin pousseur télécommandé (sens de la flèche 23) . As is obvious and as also follows from the above, the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it encompasses all the variants and in particular those in which the motorization means are different, those in which there are additional means for pressurizing the tool on the ground perpendicular to the tool holder, for example by remote-controlled pushing jack (direction arrow 23).
Claims
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